宇宙之谜_宇宙之谜大揭秘

UFO爱好者

宇宙十大未解之谜，你知道几个？
那些现在仍然困扰着天文学家的谜团是什么？
1.什么是费米气泡？
不，这只是很常见的浸煮式混乱。这些气泡是巨大而神秘的结构，从银河系中心发出，在银河系平面上下延伸约2万光年。这种奇怪的现象最初是在2010年发现的，伴随着高强度的伽马射线和X射线，肉眼不可见。科学家猜测，伽马射线可能是被银河系中心的大黑洞吞噬的恒星发出的激波。

图解:困扰着天文学家的谜团之一就是像银河系这样的星团在以一种不能持续进行的速度下是怎样形成新的恒星的。 （NASA/JPL）
2.矩形星系
“看，天上那是什么！一个......长方形？天文学家定位到了一个星体，大约七千万光年远，外表很奇特：LEDAO74886星系的形状就像一个矩形。虽然大多数星系都是圆盘形，三维椭圆形或者像不规则的气泡，这个似乎是规则的矩形或钻石一样的外观。一些人猜测这种形状是由于两个螺旋形的星系撞击产生的，但是现在没有人知道确切的答案。

图解：星系LEDA 074886的假彩色图像资料图：阿利斯特·格雷厄姆日本斯巴鲁望远镜拍摄的照片
3.月球的磁场
有一个关于月球的谜团困扰了天文学家很久，甚至激发了小说《2001太空漫游》中被埋在地下神秘巨石的灵感。这个谜团就是为什么只有月球表面的一些部分才像是有磁场的样子。

图解：月球表面的总磁场强度由探月者电子反射计实验得出。
最后，一些科学家认为可能有另一种解释。在用电脑建模去分析月球表面之后，研究人员认为月球的磁场可能是一处遗迹，由4.5亿年前120英里那么宽的小行星撞击月球的南极形成的磁性物质。另一些人认为磁场的形成可能会和另一些近期发生的小型撞击有关。
4.为什么脉冲星会有脉冲？
脉冲星是一种遥远的、快速旋转的中子星，它以一定的间隔发射出一束电磁辐射，就像旋转的灯塔光束扫过海岸线一样。尽管1967年才发现第一颗脉冲星，科学家很久以来都非常困惑这些恒星为什么可以发出脉冲，并且什么东西会导致脉冲星间歇性停止发射脉冲。

图解：蟹状星云脉冲星的X射线/可见光波段合成图像
然而，在2008年，当一个脉冲星突然停止发射脉冲580天，科学家发现，那些发射脉冲与否的时间段是跟脉冲星自身电磁场让它的转速下降有关的。天文学家现在仍然在尝试先理解为什么电磁场会发生波动。
5.什么是暗物质？
天体物理学家现在正在尝试观察暗能量的影响，这种能量大概占了全宇宙能量的70%。但它并不是宇宙中唯一的黑暗物质：它大约有25%是由一种完全独立的物质组成，这种物质被称为暗物质。

图解：从引力透镜产生的效应，星系团CL0024+17内部被发现存在有一个暗物质圈，在这张哈勃太空望远镜像片里以蓝色显示出来。
暗物质对望远镜和肉眼不可见，它不吸收也不释放可见光（或者任何形式的电磁辐射），但是它的引力效应在星系和单个星团中尤为明显。尽管暗物质已经被证实研究难度特别大，许多科学家推测它可能是由亚原子（一种与构成我们周围物质完全不同的东西）组成的。
6.银河回收
最近几年，天文学加注意到，星系形成新恒星的速度似乎比它们内部的物质消耗更多。比如，银河系似乎每年都会将相当于一个太阳的尘埃和气体转化成新的恒星，但它没有足够的富余物质来维持这种长期的状态。

图解：霍格天体是著名的环星系，是非典型的星系。 它的外观不仅令业余天文学家感到兴趣，不平凡的结构连专业天文学家也为之着迷。这个星系是在1950年由天文学家亚瑟·艾伦·霍格发现的，他认为这个拥有80亿恒星的天体若不是行星状星云，就是一个特殊星系。
关于遥远星系德另一个研究可能可以提供答案：天文学家注意到被星系喷出的气体会流回星系中心。如果星系会回收这种气体去产生新的恒星，这可能是解决缺少原材料问题的一块“拼图”。
7.所有的锂都在哪里？
宇宙大爆炸模型表明锂元素在整个宇宙中应该都非常多。因此，这个谜团就直截了当的出现了：并没有那么多锂。通过观察古老的恒星（组成成分跟由大爆炸产生的恒星非常像），科学家们发现，那些恒星里面所含有的锂元素比预计的要少两到三倍。新研究表明一些锂元素可能是被混合到了恒星中心，用望远镜看不见，但是另一些理论家觉得，假设中的亚原子粒子——轴子可能吸收了质子，并减少了大爆炸后产生的锂的数量。
8.有人吗？
1961年，天体物理学家弗兰克·德雷克得出了一个非常具有争议性的等式：通过将一系列关于外星生命的概率（宇宙中恒星的形成率，有行星的恒星的比例，有适合生命存在条件的行星的比例，等等）相乘得到。他推测在其它行星上极其可能有高智商生命体存在。但有一个问题是：尽管有罗斯威尔的阴谋论者（Roswell conspiracy theorists），我们至今还没有收到任何外星人的消息。不过，最近发现的那些理论上可能孕育生命的遥远行星，增加了我们探测到外星人的希望，我们要做的，只是继续寻找。
9.宇宙会怎样终结？
大家都觉得宇宙是由大爆炸开始的。但是它会怎样终结呢？基于一系列事实，理论家们认为宇宙命运的可能性有很多种完全不同的。如果暗能量的总量不足以抵抗引力的压缩，整个宇宙就会坍缩成一个点——一个大爆炸的镜像，被称为大收缩（Big Crunch）。

图解：绘图显示，宇宙是否稳定，还是只是长寿泡沫，这要依希格斯玻色子与顶夸克的质量而定。直至2012年为止，从兆电子伏特加速器与大型强子对撞机实验数据得到的2σ椭圆，仍旧允许这两种可能结局。
然而，最近的发现表明大收缩发生的可能性小于大寒（Big Chill）：暗能量迫使宇宙缓慢、渐进地膨胀，剩下的只有燃烧殆尽的恒星和死去的行星，在接近绝对零度的温度上徘徊。如果有足够的暗能量来压倒所有其他的力，大撕裂的场景就会发生，所有的星系、恒星甚至原子都会被撕裂。
10.多个宇宙
物理学家猜测，我们的宇宙不会只有一个。这个想法是，我们的宇宙存在于一个气泡中，多个不同的宇宙包含在它们自己独特的气泡中。其它宇宙，他们的物理构成或者所遵循的物理定律都可能与我们非常不同。

图解：“泡沫宇宙”示意图，宇宙1到宇宙6各自有自己的物理常数，我们的“宇宙”不过是其中的一个“泡沫”而已
尽管该理论与科幻小说相似，天文学家现在正在寻找证据：大爆炸遗留下来的宇宙背景辐射中的圆盘形图案，它可能表明与其他宇宙的碰撞。
参考资料
1.Wikipedia百科全书
2.天文学名词
3. smithsonianmag-张颢葶- SmithsonianMag
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英国广播公司《科学焦点杂志》网站2月16日刊发题为《宇宙的七大谜团（以及为何成为未解之谜）》一文，作者为马库斯·乔恩。全文摘编如下：
在过去10年里，我们拍摄到一些黑洞照片，窥视到原子的中心，并回顾了宇宙的诞生。但我们对宇宙及宇宙法则的理解仍存在巨大的鸿沟。这些谜团将在未来10年及更远的时间里令物理学家和天文学家感到困惑。
为什么是“有”而不是“无”？
根据宇宙学的标准模型，宇宙最初是“暴胀真空”。宇宙具有超高的能量密度和反引力，导致其膨胀。它的能量密度越高，反引力就越大，膨胀就越快。
与所有的“量子”态相同的是，这种真空是无法预测的。它会在任意地点坍缩为日常所见的普通真空。而暴胀真空蕴含的巨大能量必须得到释放。
释放的能量创造了物质，并将其加热到极高温度，由此创造了“大爆炸”。我们的宇宙只是在不断膨胀的暴胀真空中，众多大爆炸气泡之一。
不可思议的是，整个过程可能始于一片暴胀真空，其质量相当于一袋白糖。所幸，物理学法则，特别是量子力学法则，允许此类物质从“无”到“有”。显然，下一个问题是，物理学法则源自何方？
1918年，德国数学家埃米·诺特对此做出解释。她发现，伟大的守恒定律不过是空间和时间完美对称的结果。即便我们改变视角，事物仍会保持不变。
这种对称的一个惊人特性是，真空（一个完全空无一物的宇宙）也有对称。因此，或许从“无”到“有”的转变并不稀奇。或许，这只是充满星系的宇宙从“无”转变为“结构化的无”。
但为什么会发生这种转变？美国物理学家维克托·斯滕格指出，随着温度的下降，水会变成结构化的水，也就是冰，因为冰更稳定。他猜测，宇宙会不会由“无”变成“结构化的无”，因为“结构化的无”更稳定？
为什么每个星系的中心都有一个巨大黑洞？
在我们的宇宙中，大约有2万亿个星系。据我们所知，几乎每个星系的中心都包含一个超大质量黑洞。它们的大小不等，从质量约为太阳500亿倍的“庞然大物”，到位于银河系中心、质量约为太阳430万倍的“小不点”——人马座A*黑洞。但它们是如何形成的，这是宇宙学巨大的未解之谜之一。
我们知道，恒星级黑洞是由超新星爆炸形成的。但没人知道超大质量黑洞如何形成。
在宇宙历史的大部分时间里，各大星系的中心一直是大量物质被限制在小范围的地方。形成超大质量黑洞的，可能是由恒星级黑洞构成的致密星团，因为恒星级黑洞一直在不断合并。
这方面的初步证据来自引力波探测所揭示的两个黑洞之间的合并。其中一个黑洞太大，不可能是超新星的遗迹，因此可能源自早前的黑洞合并。
形成超大质量黑洞的另一种可能方式是致密气云的直接收缩。
在宇宙大爆炸中，也有可能形成超大质量黑洞。这将为宇宙版本的“先有鸡还是先有蛋”的问题提供新的答案：星系和超大质量黑洞，哪个先出现？
尽管质量超大，但即使最大的超大质量黑洞也不比太阳系大多少。但超大质量黑洞会形成超快物质喷流。在喷流较快的区域，也就是星系的内部区域，喷流吹散了气体，扼杀了恒星形成；而在喷流放缓的区域，也就是星系的外缘，气体受到压缩，恒星由此形成。
什么是暗物质？
暗物质不会发光，或发出的光太微弱，我们无法探测。我们知道暗物质的确存在，是因为发现了它的引力对可见恒星和星系的影响。举例而言，如果没有大量无形物质，银河系绝对不可能在大爆炸以来的138.2亿年里凑够物质来形成恒星，这些无形物质提供的引力加速了这一进程。
欧洲航天局的“普朗克”卫星发现，暗物质占宇宙质能的26.8%，而普通的“原子”物质仅占4.5%。因此，暗物质的质量是可见恒星和星系的6倍。
令人困惑的是，尽管经过数十年的搜寻，但地球上的实验没有找到任何有关暗物质的证据。可以想象，需要修改的不是我们的物质理论，而是引力理论。或者，暗物质不是由单个粒子构成的流体，而是像在我们周围可见的原子物质一样复杂的物质。或许，宇宙中充满了暗恒星、暗行星，甚至暗生命！
时间存在吗？
时间是一个难以把握的概念。我们认为自己所知的说法大多数都是错误的。
举例而言，我们认为时间是流逝的。但对于某种流动物体而言，它必须相对于其他物体流动，就像一条河流相对于河岸流动一样。时间是否会相对于其他事物——比如第二种类型的时间——流动？这种想法似乎很荒谬。时间的流逝很可能是我们的大脑创造的一种幻觉，以此来组织不断通过我们的感官涌入的信息。
我们还强烈感到有着共同的过去、现在和未来。但在我们对现实的基本描述中却没有什么“共同”而言。根据相对论，如何精确地衡量别人的时间取决于他们相对于你移动的速度，或他们承受的引力强度。
这种效应只能在接近光速或超强引力条件下才能观察到，因此在日常生活中并不明显。然而可以得出这样的观点：一段时间，以及一段空间，都是因人而异的。
事实上，还不止于此。空间和时间紧密交织，难解难分。在我们的宇宙中，从大爆炸到宇宙寂灭，所有事件都排布于事先存在的四维时空地图上。没有什么真能“穿越”时间。
正如爱因斯坦在朋友米歇尔·贝索去世后所写：“现在他先于我离开这个陌生的世界。这没什么。像我们这些相信物理学的人都知道，过去、现在和未来之间的区别只是一种顽固执着的幻觉。”
什么是暗能量？
它是无形的，充满了所有空间，它的反引力正在加速宇宙的扩张。天体物理学家在1998年发现了“暗能量”，当时他们正在研究Ia型超新星——据信，这种恒星爆炸会释放出一定量的能量，并以宇宙100瓦灯泡那样的标准光度燃烧。
问题在于，最遥远的超新星比预想中暗淡。宇宙扩张加快了速度，将它们推得更远。
当时认为在广袤宇宙中唯一起作用的力量是引力。引力像星系之间的一张无形网，在为宇宙扩张踩刹车。
有关宇宙正在加速扩张的发现令宇宙学家大吃一惊，他们不得不假定某种物质的存在。惊人的是，这种物质占到宇宙质能的2/3。这种“暗能量”压倒了引力，在大约50亿年前获得了宇宙的控制权。
2022年，欧洲航天局将发射欧几里德太空望远镜。它将测量暗能量如何随宇宙时间变化而变化，希望能为解决科学最大难题提供重要线索。
为什么我们没有看到外星人的迹象？
目前，已提出成百上千种解释，其中包括：我们是银河系中出现的首种智慧生命，因此是完全孤立的；我们身处一个“托儿所世界”，禁止可能对我们的发展产生不利影响的先进文明进入。
一种相对乏味的可能是，外星人在遥远的过去访问地球的任何迹象都会被风、雨和地质演变所消除。但最近，由美国纽约罗切斯特大学领导的一个研究小组提出，我们的太阳可能只是被一波宇宙扩张绕开了。
一个仍然存在的问题是，为什么我们用望远镜搜寻了半个多世纪，都没能在银河系中看到外星人的迹象。美国宾夕法尼亚州立大学团队说，这并不难理解：我们只搜索了银河系的一小部分，相当于如果银河系是地球海洋，我们只搜索了一个浴缸。
为什么大自然基石会三迭代？
如果乐高推出一种新版本的积木，其中每块都比标准积木大成百上千倍；然后它又推出一个版本，每块比标准积木大成千上万倍——你自然会认为这家公司疯了。但这正是大自然对其基本单元夸克和轻子所做的事情。
普通物质仅由两种夸克和两种轻子构成。但还存在“第二代”夸克和轻子，除了重成百上千倍外，所有粒子都与第一代相同；而在第三代粒子中，它们也与第一代相同，但重了成千上万倍。
较重的第二代和第三代粒子需要大量的能量来创造，因此今天很少见。不过，它们很可能在大爆炸中扮演了关键角色。
但为什么每一代粒子的质量都大不相同？美国物理学家、诺贝尔得主史蒂文·温伯格博士做出了一个有趣的猜测。
构成物质的基本单元通过与希格斯场相互作用而获得质量。希格斯场是一种充满所有空间的不可见流体。
这就像操场上的传话游戏：让孩子们接力传递一条信息，传的人越多，信息与起初时的偏差就越大。或许，粒子每降一代，就会“感觉”离希格斯场越远，因此其质量生成效应也就会被削弱。
温伯格不知道这种机制运作的具体细节。但是其他物理学家认为，他可能提供了解答大自然基石三迭代之谜的线索。
来源：参考消息网